smk12 TeknikProduksiMesinIndustri Wirawan
Di unduh dari : Bukupaket.com
Wirawan Sumbodo dkk
TEKNIK
PRODUKSI
MESIN INDUSTRI
SMK
J I LI D 3
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
TEKNIK
PRODUKSI
MESIN INDUSTRI
U nt uk SMK
J I LI D 3
Penulis
: Wirawan Sumbodo
Pendukung
: Sigit Pujiono
Agung Pambudi
Komariyanto
Samsudin Anis
Widi Widayat
Perancang Kulit
: TIM
Ukuran Buku
:
SUM
t
17,6 x 25 cm
SUMBODO, Wirawan
Teknik Produksi Im esin Industri untuk SMK Jilid 3 /oleh
Wirawan Sumbodo, Sigit Pujiono, Agung Pambudi, Komariyanto,
Samsudin Anis, Widi Widayat ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen
Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan
Nasional, 2008.
xii, 206 hlm
Daftar Pustaka : LAMPIRAN A.
Glosarium
: LAMPIRAN D.
Indeks
: LAMPIRAN E.
ISBN
: 978-979-060-139-0
ISBN
: 978-979-060-139-2
Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008
Di unduh dari : Bukupaket.com
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan
karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar
dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan
kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan
pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK.
Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah
dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses
pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45
Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada
seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya
kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas
oleh para pendidik dan peserta didik SMK.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download),
digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.
Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya
harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan
ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi
masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk
mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada
para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat
memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini
masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik
sangat kami harapkan.
Jakarta, 17 Agustus 2008
Direktur Pembinaan SMK
Di unduh dari : Bukupaket.com
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang telah memberikan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya sehingga Penulis
dapat menyelesaikan buku dengan judul “Teknik Produksi Industri Mesin”
dengan baik.
Teknik produksi industri mesin mempunyai peranan yang penting.
Perkembangan dunia industri mendorong kemajuan yang pesat dalam
teknik industri, mulai dari penggunaan perkakas tangan, mesin
konvensional hingga mesin perkakas yang berbasis komputer dan yang
otomatis. Buku ini disusun guna membantu peningkatan pengetahuan
maupun skill dalam teknik produksi industri mesin baik di dunia
pendidikan maupun non pendidikan.
Bersama ini Penulis sampaikan terima kasih sebesar-besarnya
kepada semua pihak yang telah memberikan kontribusi baik material
maupun spiritual dari persiapan hingga terbentuknya buku ini.
Meskipun penulis telah berupaya semaksimal mungkin untuk
penyempurnaan buku ini, namun tentu masih terdapat kesalahan atau
kekurang sempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan
kritik yang bersifat membangun.
Semoga buku ini bermanfaat bagi perkembangan teknik produksi
industri mesin pada khususnya dan perkembangan ilmu pengetahuan
dan teknologi pada umumnya.
Penulis
iv
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
DAFTAR ISI
Hal
KATA SAMBUTAN ......................................................................
KATA PENGANTAR ...................................................................
DAFTAR ISI .................................................................................
PETA KOMPETENSI ...................................................................
iii
iv
v
xii
J I LI D 1
BAB I MEMAHAMI DASAR-DASAR KEJURUAN
1.
Statika dan Tegangan .............................................................................. 1
1.1
Statika ................................................................................................. 1
1.2
Tegangan ............................................................................................ 9
2. Mengenal Komponen/Elemen Mesin ................................................ 14
2.1
Poros ................................................................................................ 14
3. Mengenal Material dan Mineral .......................................................... 20
3.1
Berbagai Macam Sifat Logam ...................................................... 20
3.2
Mineral ............................................................................................. 21
3.3
Berbagai Jenis Sumber Daya Mineral ........................................ 22
3.4
Pemurnian Mineral ......................................................................... 22
4. Rangkuman ............................................................................................. 25
BAB II MEMAHAMI PROSES-PROSES DASAR KEJURUAN .... 29
1.
2.
3.
4.
5.
Mengenal Proses Pengecoran Logam ............................................. 29
1.1
Pengertian ....................................................................................... 29
1.2
Pembuatan Cetakan Manual ........................................................ 30
1.3
Pengolahan pasir Cetak ................................................................ 32
1.4 Pengecoran Cetakan Ekspandable
(Ekspandable Mold Casting) ..................................................... 32
1.5
Pengecoran dengan Gips ............................................................. 33
1.6
Pengecoran dengan Pasir (Sand Casting) ................................ 33
1.7
Pengecoran dengan Gips (Plaster Casting)................................ 34
1.8
Pengecoran dengan Gips, Beton, atau Plastik
Resin............................................................................................... 35
1.9
Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Casting)............................. 35
1.10 Die Casting........................................................................................ 36
1.11 Kecepatan Pendinginan.................................................................. 38
Mengenal Proses Pembentukan Logam ......................................... 39
2.1 Pengolahan Logam (Metal Working) .......................................... 39
Mengenal Proses Mesin Konversi Energi ....................................... 43
3.1 Pengertian Energi ........................................................................... 43
3.2 Macam-Macam Energi .................................................................. 44
3.3 Klasifikasi Mesin Konversi Energi ................................................ 47
Rangkuman............................................................................................... 51
Tes Formatif.............................................................................................. 51
v
Di unduh dari : Bukupaket.com
BAB III MEREALISASIKAN KERJA AMAN BAGI MANUSIA, ALAT
DAN LINGKUNGAN
1.
Mengenal Regulasi K3 ......................................................................... 55
1.1
Pengertian......................................................................................... 55
1.2
Sasaran Undang-Undang............................................................... 55
1.3
Tugas dan Tanggung Jawab Perusahaan ................................... 56
1.4
Tugas dan Tanggung Jawab Pegawai......................................... 56
1.5
Komite Keselamatan dan Kesehatan Kerja ................................. 57
2. Menguasai Prosedur Penerapan K3 ................................................... 57
2.1
Simbol Keselamatan Kerja.............................................................. 57
3. Menerapkan Prosedur K3 Secara Tepat dan Benar....................... 60
3.1
Tanggungjawab Perusahaan pada Lingkungan
Kerja................................................................................................ 60
3.2
Rehabilitasi........................................................................................ 61
4. Rangkuman............................................................................................... 62
BAB IV GAMBAR TEKNIK
1.
2.
3.
4.
5.
Mengenal Alat Menggambar Teknik .................................................. 65
1.1
Kertas Gambar ............................................................................. 65
1.2
Pensil Gambar ................................................................................ 66
1.3
Rapido .............................................................................................. 67
1.4
Penggaris ......................................................................................... 68
1.5
Jangka .............................................................................................. 69
1.6
Penghapus dan alat Pelindung Penghapus ............................... 70
1.7
Alat-alat Penunjang Lainnya ........................................................ 71
1.8
Meja Gambar .................................................................................. 72
1.9
Mesin Gambar ................................................................................ 73
Lembar Kerja ............................................................................................ 74
2.1
Alat .................................................................................................... 74
2.2
Bahan ............................................................................................... 74
2.3
Kesehatan dan Keselamatan Kerja............................................... 74
2.4
Langkah Kerja................................................................................... 74
Membaca Gambar Teknik ....................................................................... 75
3.1
Proyeksi Piktorial ............................................................................ 75
3.2
Proyeksi Isometris .......................................................................... 75
3.3
Proyeksi Dimentris .......................................................................... 78
3.4
Proyeksi Miring (Sejajar) ............................................................... 79
3.5
Gambar Perspektif ......................................................................... 79
3.6
Macam-macam Pandangan............................................................ 81
3.7
Bidang-Bidang Proyeksi.................................................................. 81
3.8
Simbol Proyeksi dan Anak Panah................................................. 86
3.9
Penentuan Pandangan.................................................................... 87
3.10 Gambar Potongan............................................................................ 92
3.11 Garis Arsiran...................................................................................102
3.12 Ukuran pada Gambar Kerja..........................................................105
3.13 Penulisan Angka Ukuran...............................................................108
3.14 Pengukuran Ketebalan..................................................................113
3.15 Toleransi..........................................................................................123
3.16 Suaian ..............................................................................................128
Rangkuman ...............................................................................................130
Soal Latihan (tes formatif).....................................................................135
vi
Di unduh dari : Bukupaket.com
BAB V PROSES PRODUKSI DENGAN PERKAKAS TANGAN
1.
2.
3.
4.
5.
Kerja Bangku .......................................................................................... 137
1.1
Mengikir ......................................................................................... 137
1.2
Melukis ........................................................................................... 150
1.3
Mengebor ...................................................................................... 169
1.4
Mereamer .......................................................................................177
1.5
Menggergaji .................................................................................. 179
1.6
Memahat......................................................................................... 184
1.7
Menyetempel ................................................................................ 190
1.8
Mengetap dan Menyenei ............................................................ 192
1.9
Menyekerap ................................................................................... 197
1.10 Menggerinda ................................................................................. 199
Kerja Pelat ................................................................................................ 208
2.1
Membengkok, melipat, dan menekuk........................................ 208
2.2
Menyambung ................................................................................ 211
Lembar Pekerjaan................................................................................... 215
3.1
Alas penindih kertas .................................................................... 215
3.2
Mal mata bor.................................................................................. 216
3.3
Pengepasan Persegi .................................................................... 217
3.4
Pengepasan Ekor Burung.............................................................218
3.5
Kotak................................................................................................219
3.6
Pengasahan penitik,penggores,pahat tangan dan mata bor..220
Rangkuman ...............................................................................................222
Tes Formatif ............................................................................................ 224
5.1
Soal-soal .........................................................................................224
5.2
Kunci Jawaban ...............................................................................224
J I LI D 2
BAB VI PROSES PRODUKSI DENGAN MESIN
KONVENSIONAL
1. Mesin Bubut Konvensional ................................................................... 227
1.1
Pengertian Mesin Bubut Konvensional .................................... 227
1.2
Fungsi Mesin Bubut Konvensional ............................................ 227
1.3
Jenis -jenis Mesin Bubut Konvensional ..................................... 229
1.4
Bagian-bagian Utama Mesin Bubut
Konvensional (Biasa) ................................................................... 238
1.5
Dimensi Utama Mesin Bubut.......................................................246
1.6
Perbedaan Mesin Bubut Konvensional dengan
CNC..................................................................................................247
1.7
Alat Kelengkapan Mesin Bubut....................................................247
1.8
Alat potong......................................................................................253
1.9
Kecepatan Potong (Cutting Speed)............................................260
1.10
Waktu Pengerjaan.........................................................................262
1.11
Cara Membubut..............................................................................265
1.12
Tes Formatif....................................................................................276
2. Mesin Frais Konvensional ......................................................................278
2.1
Pengertian ..................................................................................... 278
2.2
Jenis -jenis Mesin Frais ................................................................ 280
2.3
Alat-alat Potong (cutter) Mesin Frais ........................................ 286
2.4
Jenis -jenis Bahan Pisau............................................................... 294
2.5
Perlengkapan Mesin Frais .......................................................... 295
vii
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.6
Penggunaan Kepala Pembagi (Dividing Head)....................... 300
2.7
Penggunaan Rotary Table ......................................................... 301
2.8
Kecepatan Potong (Cutting Speed)........................................... 301
2.9
Waktu Pengerjaan ....................................................................... 303
2.10
Langkah-langkah pengoperasian Mesin Frais ........................ 305
2.11
Jenis -jenis Pemotongan/pemakanan pada Mesin Frais..........306
2.12
Pisau Roda Gigi (Gear Cutters)...................................................320
3. Teknik Pengukuran pada Proses Produksi ...................................... 331
3.1
Jenis Pengukuran ........................................................................ 331
3.2
Metode Pengukuran .................................................................... 331
3.3
Alat Ukur Mistar Geser (Vernier Caliper) dan Mikrometer Luar
(Outside Micrometer) .................................................................. 332
4. Pembacaan Toleransi pada Gambar Kerja .........................................337
4.1
Pengkodean Toleransi..................................................................337
5. Keselamatan Kerja Pada Saat Proses Produksi................................345
5.1
Peralatan Keselamatan Kerja pada Proses
Produksi...........................................................................................345
5.2
Resiko-resiko dalam mengoperasikan mesin perkakas dan cara
menghindarinya..............................................................................346
6. Rangkuman .................................................................................................350
BAB VII PROSES PRODUKSI BERBASIS KOMPUTER
1. Computer Aided Design (CAD) ............................................................ 353
1.1
Pengertian CAD .............................................................................349
1.2
Cara Kerja .......................................................................................354
1.3
Sistem Koordinat Absolut, Relatif, Polar....................................354
1.4
Perintah Menggambar Pada AutoCAD ......................................356
1.5
Membuat Gambar Solid 3D dengan AutoCAD..........................386
2. Computer Numerically Controlled (CNC) .......................................... 402
2.1
Sejarah Mesin CNC.......................................................................402
2.2
Dasar-dasar Pemrograman Mesin CNC....................................405
2.3
Gerakan Sumbu Utama pada Mesin CNC.................................409
2.4
Standarisasi Pemrograman Mesin Perkakas
CNC..................................................................................................409
2.5
Siklus Pemrograman .....................................................................421
2.6
Menentukan titik koordinat benda Kerja.....................................428
2.7
Kecepatan Potong dan Kecepatan Asutan................................433
2.8
Mengoperasikan mesin CNC EMCO TU 2A..............................434
2.9
Membuat Benda Kerja Menggunakan mesin
CNC..................................................................................................436
2.10
Membuat Benda Kerja Berbasis Software
AutoCAD ..........................................................................................442
2.11
Soal Formatif...................................................................................443
3. EDM (Electrical Discharge Machining) .............................................. 465
3.1
EDM Konvensional ...................................................................... 366
3.2
Pembuatan alat cetak logam (coinage de
making) .......................................................................................... 466
3.3
Drilling EDM....................................................................................467
3.4
Kabel EDM (Wire Cut EDM) .........................................................467
4. Rangkuman ............................................................................................... 468
viii
Di unduh dari : Bukupaket.com
J I LI D 3
BAB VIII SISTEM PNEUMATIK DAN HYDROLIK
1.
2.
3.
4.
5.
Pengertian Pneumatik ........................................................................... 469
Karakteristik Udara Kempa .................................................................. 469
Aplikasi Penggunaan Pneumatik ....................................................... 469
Efektifitas Pneumatik ............................................................................ 470
Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Udara Kempa ............... 471
5.1
Keuntungan ................................................................................... 471
5.2
Kerugian/Kelemahan Pneumatik ............................................... 472
6. Klasifikasi Sistim Pneumatik ............................................................... 473
7. Peralatan Sistem Pneumatik ............................................................... 474
7.1
Kompressor (Pembangkit Udara Kempa) ................................ 474
7.2
Unit Pengolahan Udara Bertekanan (Air Service
Unit) ................................................................................................ 480
7.3
Pemeriksaan Udara Kempa dan Peralatan ............................. 484
7.4
Konduktor dan Konektor ............................................................. 485
7.5
Katup-Katup Pneum atik .............................................................. 487
7.6
Unit Penggerak (Working Element = Aktuator) ....................... 493
7.7
Air Motor (Motor Pneumatik) ...................................................... 496
7.8
Jenis -Jenis Katup Pneumatik ..................................................... 497
7.9
Model Pengikat (Type if Mounting) ........................................... 509
8. Sistem Kontrol Pneumatik ................................................................... 510
8.1
Pengertian Sistem Kontrol Pneumatik ...................................... 510
9. Dasar Perhitungan Pneumatik ............................................................ 511
9.1
Tekanan Udara ............................................................................. 513
9.2
Analisa Aliran Fluida (V) ............................................................. 514
9.3
Kecepatan Torak .......................................................................... 514
9.4
Gaya Torak (F) ............................................................................. 515
9.5
Udara yang Diperlukan ............................................................... 515
9.6
Perhitungan Daya Kompressor ................................................. 516
9.7
Pengubahan Tekanan ................................................................. 516
10. Analisis Kerja Sistem Pneumatik ....................................................... 517
10.1
Pengendalian Langsung Silinder Sederhana .......................... 517
10.2
Pengendalian Tak Langsung Silinder Penggerak
Ganda ............................................................................................ 518
10.3
Pengendalian Gerak Otomatis Silinder Penggerak
Ganda ............................................................................................ 520
11. Aplikasi Pneumatik dalam Proses Produksi ................................... 521
11.1
Pintu Bus ........................................................................................ 521
11.2
Penahan/Penjepit Benda (ragum).............................................. 535
11.3
Pemotong Plat ............................................................................. 535
11.4
Membuat Profil Plat ..................................................................... 535
11.5
Pengangkat dan Penggeser Benda .......................................... 536
12. Pengangkat dan Penggeser Material Full Pneumatik ................... 537
12.1
Cara Kerja .......................................................................................537
13. Tes Formatif ............................................................................................. 538
13.1
Soal-soal ........................................................................................ 538
13.2
Kunci Jawaban ............................................................................. 538
14. System Hidrolik .........................................................................................541
14.1
Cairan Hidrolik................................................................................541
14.2
Komponen Hidrolik.........................................................................551
15. Pengendalian Hidrolik .............................................................................555
15.1
Klasifikasi Pengendalian Hidrolik................................................555
15.2
Katup Pengatur Tekanan..............................................................556
ix
Di unduh dari : Bukupaket.com
16. Dasar-Dasar Perhitungan Hydrolik .................................................... 556
16.1
Prinsip Hukum Pascal ................................................................. 556
16.2
Perhitungan Kecepatan Torak ................................................... 558
16.3
Pemeliharaan Cairan Hydrolik ................................................... 559
16.4
Pompa Roda Gigi dalam Tipe Crescent ................................... 561
16.5
Pompa Roda Gigi dalam Tipe Geretor ..................................... 561
16.6
Balanced Vane (Pompa Kipas Balanced) ................................ 562
16.7
Pompa Torak Radial (Radial Piston Pump) ............................. 563
16.8 Bent Axis Piston (Pompa Torak dengan Poros
Tekuk) ............................................................................................ 563
16.9
Instalasi Pompa Hidrolik ............................................................. 564
16.10 Pengetesan Efesiensi Pompa Hidrolik...................................... 566
16.11 Unit Pengatur (Control Element) ............................................... 567
17. Soal Formatif .............................................................................................568
17.1
Soal-soal..........................................................................................568
17.2
Kunci jawaban................................................................................568
18. Rangkuman................................................................................................570
BAB IX PROSES PRODUKSI INDUST RI MODERN
1.
2.
3.
4.
Sejarah Perkembangan Otomasi Industri........................................ 573
Otomasi Teknik Produksi ..................................................................... 575
PLC (Programmable Logic Controller) ............................................ 577
3.1
Sejarah PLC .................................................................................. 577
3.2
Pengenalan Dasar PLC .............................................................. 578
3.3
Instruksi-instruksi Dasar PLC ..................................................... 580
3.4
Device Masukan ........................................................................... 585
3.5
Modul Masukan ............................................................................ 586
3.6
Device Masukan Program .......................................................... 587
3.7
Device Keluaran ........................................................................... 588
3.8
Modul Keluaran ............................................................................ 589
3.9
Perangkat Lunak PLC ................................................................. 589
3.10 Perangkat Keras PLC .................................................................. 589
3.11 Ladder Logic ................................................................................. 590
3.12 Hubungan Input/Output (I/O) dengan Perangkat
Lunak ..............................................................................................590
3.13 Processor ...................................................................................... 591
3.14 Data dan Memory PLC ................................................................ 593
3.15 Programman Dasar PLC OMRON dengan
Komputer........................................................................................ 596
3.16 Cara pengoperasian SYSWIN ................................................... 596
3.17 Penggunaan Fungsi Bit Kontrol ................................................. 602
3.18 Contoh Aplikasi dan Pembuatan Diagram Ladder
Menggunakan Syswin ...................................................................605
Rangkuman ...............................................................................................616
BAB X TEKNOLOGI ROBOT
1.
2.
Pengenalan Robot .................................................................................
1.1
Istilah Robot ..................................................................................
1.2
Komponen Dasar .........................................................................
1.3
Gerakan Robot .............................................................................
1.4
Tingkatan Teknologi ....................................................................
Operasi dan Fitur Manipulator ...........................................................
2.1
Sistem Koordinat Lengan Robot
(Arm Geometry) ............................................................................
619
620
621
625
627
629
629
x
Di unduh dari : Bukupaket.com
3.
4.
5.
6.
7.
2.2
Rotasi Wrist ................................................................................... 634
2.3
Sistem Penggerak Manipulator ................................................. 634
2.4
Jangkauan Kerja .......................................................................... 635
Aplikasi Robot ........................................................................................ 637
3.1
Penanganan Material .................................................................. 638
3.2
Perakitan ....................................................................................... 640
3.3
Pengecatan ................................................................................... 640
3.4
Pengelasan ................................................................................... 642
Efektor ...................................................................................................... 643
4.1
Gripper ........................................................................................... 643
4.2
Klasifikasi Gripper ........................................................................ 644
4.3
Jenis Gripper ................................................................................ 644
4.4
Sensor dan Tranduser ................................................................ 647
4.5
Sensor Kontak .............................................................................. 648
4.6
Sensor Non-Kontak ..................................................................... 648
4.7
Sensor Gaya dan Momen ........................................................... 651
4.8
Sensor Temperatur ...................................................................... 652
4.9
Sensor Cair dan Gas ................................................................... 655
4.10 Sensor Jarak dan Sudut ............................................................. 657
4.11 Linear Position .............................................................................. 658
4.12 Sensor Kimia ................................................................................ 659
Aktuator .................................................................................................... 660
5.1
Selenoids ....................................................................................... 660
5.2
Katup .............................................................................................. 661
5.3
Silinders ......................................................................................... 661
5.4
Motor Listrik .................................................................................. 662
Tes Formatif ..............................................................................................666
Rangkuman ...............................................................................................669
BAB XI PENUTUP
1.
2.
Kesimpulan ............................................................................................. 671
Saran ......................................................................................................... 674
LAMPIRAN A. DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN B. DAFTAR TABEL
LAMPIRAN C. DAFTAR GAMBAR
LAMPIRAN D. GLOSARIUM
LAMPIRAN E. INDEX
xi
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
PETA KOMPETENSI
TEKNIK PRODUKSI INDUSTRI MESIN
Proses Produksi
Konvensional
Peralatan
Perkakas Tangan
Peralatan Kerja Bangku
Memahami Dasar, Proses
Kejuruan dan K3
Proses Produksi
Berbasis Komputer
Otomatis Industri
CNC / EDM
Robotik
CAD
PLC
Memahami
Gambar Teknik
Pneumatik/Hidraulik
xii
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
BAB VIII
SISTEM PNEUMATIK DAN HYDROLIK
1. Pengertian Pneumatik…………………………………………..
Istilah pneumatik berasal dari bahasa Yunani, yaitu ‘pneuma’
yang berarti napas atau udara. Istilah pneumatik selalu berhubungan
dengan teknik penggunaan udara bertekanan, baik tekanan di atas 1
atmosfer maupun tekanan di bawah 1 atmosfer (vacum). Sehingga
pneumatik merupakan ilmu yang mempelajari teknik pemakaian udara
bertekanan (udara kempa). Jaman dahulu kebanyakan orang sering
menggunakan udara bertekanan untuk berbagai keperluan yang masih
terbatas, antara lain menambah tekanan udara ban mobil/motor,
melepaskan ban mobil dari peleknya, membersihkan kotoran, dan
sejenisnya. Sekarang, sistem pneumatik memiliki apliaksi yang luas
karena udara pneumatik bersih dan mudah didapat. Banyak industri
yang menggunakan sistem pneumatik dalam proses produksi seperti
industri makanan, industri obat-obatan, industri pengepakan barang
maupun industri yang lain. Belajar pneumatik sangat bermanfaat
mengingat hampir semua industri sekarang memanfaatkan sistem
pneumatik.
2. Karakteristik Udara Kempa...............................................
Udara dipermukaan bumi ini terdiri atas campuran dari
bermacam -macam gas. Komposisi dari macam-macam gas tersebut
adalah sebagai berikut : 78 % vol. gas 21 % vol. nitrogen, dan 1 % gas
lainnya seperti carbon dioksida, argon, helium, krypton, neon dan
xenon. Dalam sistem pneumatik udara difungsikan sebagai media
transfer dan sebagai penyimpan tenaga (daya) yaitu dengan cara
dikempa atau dimampatkan. Udara termasuk golongan zat fluida
karena sifatnya yang selalu mengalir dan bersifat compressible (dapat
dikempa). Sifat-sifat udara senantiasa mengikuti hukum-hukum gas.
Karakteristik udara dapat diidentifikasikan sebagai berikut : a) Udara
mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah, b) Volume udara tidak
tetap. c) Udara dapat dikempa (dipadatkan), d) Berat jenis udara 1,3
kg/m³, e) Udara tidak berwarna
3. Aplikasi Penggunaan Pneumatik…………………………….
Penggunaan udara bertekanan sebenarnya masih dapat
dikembangkan untuk berbagai keperluan proses produksi, misalnya
untuk melakukan gerakan mekanik yang selama ini dilakukan oleh
tenaga manusia, seperti menggeser, mendorong, mengangkat,
menekan, dan lain sebagainya. Gerakan mekanik tersebut dapat
dilakukan juga oleh komponen pneumatik, seperti silinder pneumatik,
motor pneumatik, robot pneumatik translasi, rotasi maupun gabungan
469
Di unduh dari : Bukupaket.com
keduanya. Perpaduan dari gerakan mekanik oleh aktuator pneumatik
dapat dipadu menjadi gerakan mekanik untuk keperluan proses
produksi yang terus menerus (continue), dan flexibel.
Pemakaian pneumatik dibidang produksi telah mengalami
kemajuan yang pesat, terutama pada proses perakitan
(manufacturing), elektronika, obat-obatan, makanan, kimia dan
lainnya. Pemilihan penggunaan udara bertekanan (pneumatik) sebagai
sistim kontrol dalam proses otomasinya, karena pneumatik
mempunyai beberapa keunggulan, antara lain: mudah diperoleh,
bersih dari kotoran dan zat kimia yang merusak, mudah didistribusikan
melalui saluran (selang) yang kecil, aman dari bahaya ledakan dan
hubungan singkat, dapat dibebani lebih, tidak peka terhadap
perubahan suhu dan sebagainya.
Udara yang digunakan dalam pneumatik sangat mudah
didapat/diperoleh di sekitar kita. Udara dapat diperoleh dimana saja
kita berada, serta tersedia dalam jumlah banyak. Selain itu udara yang
terdapat di sekitar kita cenderung bersih dari kotoran dan zat kimia
yang merugikan. Udara juga dapat dibebani lebih tanpa menimbulkan
bahaya yang fatal. Karena tahan terhadap perubahan suhu, maka
penumatik banyak digunakan pula pada industri pengolahan logam
dan sejenisnya.
Secara umum udara yang dihisap oleh kompressor, akan
disimpan dalam suatu tabung penampung. Sebelum digunakan udara
dari kompressor diolah agar menjadi kering, dan mengandung sedikit
pelumas. Setelah melalui regulator udara dapat digunakan
menggerakkan katub penggerak (aktuator), baik berupa silinder/stang
torak yang bergerak translasi, maupun motor pneumatik yang
bergerak rotasi. Gerakan bolak balik (translasi), dan berputar (rotasi)
pada aktuator selanjutnya digunakan untuk berbagai keperluan
gerakan yang selama ini dilakukan oleh manusia atau peralatan lain.
4. Efektifitas Pneumatik ……………………………………………
Sistim gerak dalam pneumatik memiliki optimalisasi/efektifitas
bila digunakan pada batas-batas tertentu. Adapun batas-batas ukuran
yang dapat menimbulkan optimalisasi penggunaan pneumatik antara
lain: diameter piston antara 6 s/d 320 mm, anjang langkah 1 s/d 2.000
mm, tenaga yang diperlukan 2 s/d 15 bar, untuk keperluan pendidikan
biasanya berkisar antara 4 sampai dengan 8 bar, dapat juga bekerja
pada tekanan udara di bawah 1 atmosfer (vacuum), misalnya untuk
keperluan mengangkat plat baja dan sejenisnya melalui katup karet
hisap flexibel. Adapun efektifitas penggunaan udara bertekanan dapat
dilihat pada grafik berikut:
470
Di unduh dari : Bukupaket.com
ltr/cm
Tekanan Kerja/Pe
15 bar
10 bar
8 bar
6 bar
4 bar
2 bar
mm
Diameter Torak (D)
Gambar 1. Efektifitas udara bertekanan (Werner Rohrer,1990)
Penggunaan silinder pneumatik biasanya untuk keperluan
antara lain: mencekam benda kerja, menggeser benda kerja,
memposisikan benda kerja, mengarahkan aliran material ke berbagai
arah. Penggunaan secara nyata pada industri antara lain untuk
keperluan: membungkus (verpacken), mengisi material, mengatur
distribusi material, penggerak poros, membuka dan menutup pada
pintu,
transportasi
barang,
memutar
benda
kerja,
menumpuk/menyusun material, menahan dan menekan benda kerja.
Melalui gerakan rotasi pneumatik dapat digunakan untuk, mengebor,
memutar mengencangkan dan mengendorkan mur/baut, memotong,
membentuk profil plat, menguji, proses finishing (gerinda, pasah, dll.)
5. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan udara Kempa .......
5.1 Keuntungan
Penggunaan udara kempa dalam sistim pneumatik memiliki
beberapa keuntungan antara lain dapat disebutkan berikut ini :
• Ketersediaan yang tak terbatas, udara tersedia di alam
sekitar kita dalam jumlah yang tanpa batas sepanjang waktu
dan tempat.
• Mudah disalurkan, udara mudah disalurkan/pindahkan dari
satu tempat ke tempat lain melalui pipa yang kecil, panjang dan
berliku.
• Fleksibilitas temperatur, udara dapat fleksibel digunakan
pada berbagai temperatur yang diperlukan, melalui peralatan
471
Di unduh dari : Bukupaket.com
•
•
•
•
•
yang dirancang untuk keadaan tertentu, bahkan dalam kondisi
yang agak ekstrem udara masih dapat bekerja.
Aman, udara dapat dibebani lebih dengan aman selain itu tidak
mudah terbakar dan tidak terjadi hubungan singkat (kotsleiting)
atau meledak sehingga proteksi terhadap kedua hal ini cukup
mudah, berbeda dengan sistim elektrik yang dapat
menimbulkan kostleting hingga kebakaran.
Bersih, udara yang ada di sekitar kita cenderung bersih tanpa
zat kimia yang berbahaya dengan jumlah kandungan pelumas
yang dapat diminimalkan sehingga sistem pneumatik aman
digunakan untuk industri obat-obatan, makanan, dan minuman
maupun tekstil
Pemindahan daya dan Kecepatan sangat mudah diatur.
udara dapat melaju dengan kecepatan yang dapat diatur dari
rendah hingga tinggi atau sebaliknya. Bila Aktuator
menggunakan silinder pneumatik, maka kecepatan torak dapat
mencapai 3 m/s. Bagi motor pneumatik putarannya dapat
mencapai 30.000 rpm, sedangkan sistim motor turbin dapat
mencapai 450.000 rpm.
Dapat disimpan, udara dapat disimpan melalui tabung yang
diberi pengaman terhadap kelebihan tekanan udara. Selain itu
dapat dipasang pembatas tekanan atau pengaman sehingga
sistim menjadi aman.
Mudah dimanfaatkan, udara mudah dimanfaatkan baik secara
langsung misal untuk membersihkan permukaan logam dan
mesin-mesin, maupun tidak langsung, yaitu melalui peralatan
pneumatik untuk menghasilkan gerakan tertentu.
5.2 Kerugian/Kelemahan Pneumatik
Selain memiliki kelebihan seperti di atas, pneumatik juga
memiliki beberapa kelemahan antara lain:
• Memerlukan instalasi peralatan penghasil udara. Udara
kempa harus dipersiapkan secara baik hingga memenuhi
syarat. memenuhi kriteria tertentu, misalnya kering, bersih,
serta mengandung pelumas yang diperlukan untuk peralatan
pneumatik. Oleh karena itu sistem pneumatik memerlukan
instalasi peralatan yang relatif mahal, seperti kompressor,
penyaring udara, tabung pelumas, pengeering, regulator, dll.
• Mudah terjadi kebocoran, Salah satu sifat udara bertekanan
adalah ingin selalu menempati ruang yang kosong dan tekanan
udara susah dipertahankan dalam waktu bekerja. Oleh karena
itu diperlukan seal agar udara tidak bocor. Kebocoran seal
dapat menimbulkan kerugian energi. Peralatan pneumatik
harus dilengkapi dengan peralatan kekedapan udara agar
kebocoran pada sistim udara bertekanan dapat ditekan
seminimal mungkin.
472
Di unduh dari : Bukupaket.com
•
Menimbulkan suara bising, Pneumatik menggunakan sistim
terbuka, artinya udara yang telah digunakan akan dibuang ke
luar sistim, udara yang keluar cukup keras dan berisik
sehingga
akan menimbulkan suara bising terutama pada
saluran buang. Cara mengatasinya adalah dengan memasang
peredam suara pada setiap saluran buangnya.
• Mudah Mengembun, Udara yang bertekanan mudah
mengembun, sehingga sebelum memasuki sistem harus diolah
terlebih dahulu agar memenuhi persyaratan tertentu, misal
kering, memiliki tekanan yang cukup, dan mengandung sedikit
pelumas agar mengurangi gesekan pada katup-katup dan
aktuator.
Diharapkan setelah diketahuinya keuntungan dan kerugian
penggunaan udara kempa ini kita dapat membuat antisipasi agar
kerugian-kerugian ini dapat dihindari.
6. Klasifikasi Sistim Pneumatik………………………………….
Sistim elemen pada pneumatik memiliki bagian-bagian yang
mempunyai fungsi berbeda. Secara garis besar sistim elemen pada
pneumatik dapat digambarkan pada skema berikut :
KLASIFIKASI
CONTOH
Out put = (Aktuator)
Pengendali Sinyal =
Katup Pengendali Sinyal
Pemroses Sinyal/Prossesor = Katup
kontrol AND, OR, NOR, dll
Sinyal Input =
Katup Tekan, Tuas, Roll, Sensor, dll
Sumber Energi Udara bertekanan =
Kompressor
Gambar 2. Klasifikasi Elemen Sistim Pneumatik (FESTO FluidSIM)
473
Di unduh dari : Bukupaket.com
7. Peralatan Sistem Pneumatik………………………………….
7.1 Kompressor (Pembangkit Udara Kempa)
Kompresor berfungsi untuk membangkitkan/menghasilkan udara
bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara
tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk
disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). Kompressor dilengkapi
dengan tabung untuk menyimpan udara bertekanan, sehingga udara
dapat mencapai jumlah dan tekanan yang diperlukan. Tabung udara
bertekanan pada kompressor dilengkapi dengan katup pengaman, bila
tekanan udaranya melebihi ketentuan, maka katup pengaman akan
terbuka secara otomatis.
Pemilihan jenis kompresor yang digunakan tergantung dari
syarat-syarat pemakaian yang harus dipenuhi misalnya dengan
tekanan kerja dan volume udara yang akan diperlukan dalam sistim
peralatan (katup dan silinder pneumatik). Secara garis besar
kompressor dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini.
7.1.1 Klasifikasi Kompressor
Secara garis besar kompressor dapat diklasifikasikan menjadi
dua bagian, yaitu Positive Displacement kompressor, dan Dynamic
kompressor, (Turbo), Positive Displacement kompressor, terdiri dari
Reciprocating dan Rotary, sedangkan Dynamic kompressor, (turbo)
terdiri dari Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat dilihat
dari klasifikasi di bawah ini:
KOMPRESSOR
Positiv
displacement
Reciprocating
Piston
Lobe
(roots)
Dynamic (Turbo)
Centrifugal
Rotary
Lebyrinth
Liquid
(water)
ring
Axial
Ejector
Diaphragm
Sliding
vane
Mono
screw
Twin
(screw)
ring
Gambar 3. Klasifikasi Kompresor (Majumdar,2001)
474
Di unduh dari : Bukupaket.com
7.1.1.1 Kompresor Torak Resiprokal (reciprocating kompressor)
Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak, karena
dilengkapi dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak
resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap
oleh torak yang gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi
pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara
luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak
kompressi torak bergerak ke titik mati bawah ke titik mati atas,
sehingga udara di atas torak bertekanan tinggi, selanjutnya di
masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan
dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada dalam
tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung
terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan.
Gerakan mengisap dan mengkompressi ke tabung penampung ini
berlangsung secara terus menerus, pada umumnya bila tekanan
dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup pengaman akan
terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.
Gambar 4. Kompresor Torak Resiprokal
7.1.1.2 Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara
Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan
tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh
torak pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam
silinder kedua untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada
tekanan yang diinginkan. Pemampatan (pengompresian) udara tahap
kedua lebih besar, temperatur udara akan naik selama terjadi
kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan dengan
memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering
digunakan misalnya dengan sistem udara atau dengan sistem air
bersirkulasi.
475
Di unduh dari : Bukupaket.com
Gambar 5. Kompresor Torak dua Tingkat Sistem Pendinginan Udara
Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor torak
resiprokal antara lain, untuk kompressor satu tingkat tekanan hingga 4
bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya hingga 15 bar.
7.1.1.3 Kompresor Diafragma (diaphragma compressor)
Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor
torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran
diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan
dengan bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya
pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air
dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompressor diafragma banyak
digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obat-obatan dan
kimia.
Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak.
perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk
ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada
kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan
udara, tetapi menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari
gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan menghisap
dan menekan udara ke tabung penyimpan..
Gambar 6. Kompresor Diafragma
476
Di unduh dari : Bukupaket.com
7.1.1.4 Konpresor Putar (Rotary Compressor)
7.1.1.4.1 Kompressor Rotari Baling-baling Luncur
Secara eksentrik rotor dipasang berputar dalam rumah yang
berbentuk silindris, mempunyai lubang-lubang masuk dan keluar.
Keuntungan dari kompressor jenis ini adalah mempunyai bentuk yang
pendek dan kecil, sehingga menghemat ruangan. Bahkan suaranya
tidak berisik dan halus
Wirawan Sumbodo dkk
TEKNIK
PRODUKSI
MESIN INDUSTRI
SMK
J I LI D 3
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
TEKNIK
PRODUKSI
MESIN INDUSTRI
U nt uk SMK
J I LI D 3
Penulis
: Wirawan Sumbodo
Pendukung
: Sigit Pujiono
Agung Pambudi
Komariyanto
Samsudin Anis
Widi Widayat
Perancang Kulit
: TIM
Ukuran Buku
:
SUM
t
17,6 x 25 cm
SUMBODO, Wirawan
Teknik Produksi Im esin Industri untuk SMK Jilid 3 /oleh
Wirawan Sumbodo, Sigit Pujiono, Agung Pambudi, Komariyanto,
Samsudin Anis, Widi Widayat ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen
Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan
Nasional, 2008.
xii, 206 hlm
Daftar Pustaka : LAMPIRAN A.
Glosarium
: LAMPIRAN D.
Indeks
: LAMPIRAN E.
ISBN
: 978-979-060-139-0
ISBN
: 978-979-060-139-2
Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008
Di unduh dari : Bukupaket.com
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan
karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar
dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan
kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan
pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK.
Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah
dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses
pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45
Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada
seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya
kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas
oleh para pendidik dan peserta didik SMK.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download),
digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.
Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya
harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan
ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi
masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk
mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada
para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat
memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini
masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik
sangat kami harapkan.
Jakarta, 17 Agustus 2008
Direktur Pembinaan SMK
Di unduh dari : Bukupaket.com
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang telah memberikan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya sehingga Penulis
dapat menyelesaikan buku dengan judul “Teknik Produksi Industri Mesin”
dengan baik.
Teknik produksi industri mesin mempunyai peranan yang penting.
Perkembangan dunia industri mendorong kemajuan yang pesat dalam
teknik industri, mulai dari penggunaan perkakas tangan, mesin
konvensional hingga mesin perkakas yang berbasis komputer dan yang
otomatis. Buku ini disusun guna membantu peningkatan pengetahuan
maupun skill dalam teknik produksi industri mesin baik di dunia
pendidikan maupun non pendidikan.
Bersama ini Penulis sampaikan terima kasih sebesar-besarnya
kepada semua pihak yang telah memberikan kontribusi baik material
maupun spiritual dari persiapan hingga terbentuknya buku ini.
Meskipun penulis telah berupaya semaksimal mungkin untuk
penyempurnaan buku ini, namun tentu masih terdapat kesalahan atau
kekurang sempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan
kritik yang bersifat membangun.
Semoga buku ini bermanfaat bagi perkembangan teknik produksi
industri mesin pada khususnya dan perkembangan ilmu pengetahuan
dan teknologi pada umumnya.
Penulis
iv
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
DAFTAR ISI
Hal
KATA SAMBUTAN ......................................................................
KATA PENGANTAR ...................................................................
DAFTAR ISI .................................................................................
PETA KOMPETENSI ...................................................................
iii
iv
v
xii
J I LI D 1
BAB I MEMAHAMI DASAR-DASAR KEJURUAN
1.
Statika dan Tegangan .............................................................................. 1
1.1
Statika ................................................................................................. 1
1.2
Tegangan ............................................................................................ 9
2. Mengenal Komponen/Elemen Mesin ................................................ 14
2.1
Poros ................................................................................................ 14
3. Mengenal Material dan Mineral .......................................................... 20
3.1
Berbagai Macam Sifat Logam ...................................................... 20
3.2
Mineral ............................................................................................. 21
3.3
Berbagai Jenis Sumber Daya Mineral ........................................ 22
3.4
Pemurnian Mineral ......................................................................... 22
4. Rangkuman ............................................................................................. 25
BAB II MEMAHAMI PROSES-PROSES DASAR KEJURUAN .... 29
1.
2.
3.
4.
5.
Mengenal Proses Pengecoran Logam ............................................. 29
1.1
Pengertian ....................................................................................... 29
1.2
Pembuatan Cetakan Manual ........................................................ 30
1.3
Pengolahan pasir Cetak ................................................................ 32
1.4 Pengecoran Cetakan Ekspandable
(Ekspandable Mold Casting) ..................................................... 32
1.5
Pengecoran dengan Gips ............................................................. 33
1.6
Pengecoran dengan Pasir (Sand Casting) ................................ 33
1.7
Pengecoran dengan Gips (Plaster Casting)................................ 34
1.8
Pengecoran dengan Gips, Beton, atau Plastik
Resin............................................................................................... 35
1.9
Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Casting)............................. 35
1.10 Die Casting........................................................................................ 36
1.11 Kecepatan Pendinginan.................................................................. 38
Mengenal Proses Pembentukan Logam ......................................... 39
2.1 Pengolahan Logam (Metal Working) .......................................... 39
Mengenal Proses Mesin Konversi Energi ....................................... 43
3.1 Pengertian Energi ........................................................................... 43
3.2 Macam-Macam Energi .................................................................. 44
3.3 Klasifikasi Mesin Konversi Energi ................................................ 47
Rangkuman............................................................................................... 51
Tes Formatif.............................................................................................. 51
v
Di unduh dari : Bukupaket.com
BAB III MEREALISASIKAN KERJA AMAN BAGI MANUSIA, ALAT
DAN LINGKUNGAN
1.
Mengenal Regulasi K3 ......................................................................... 55
1.1
Pengertian......................................................................................... 55
1.2
Sasaran Undang-Undang............................................................... 55
1.3
Tugas dan Tanggung Jawab Perusahaan ................................... 56
1.4
Tugas dan Tanggung Jawab Pegawai......................................... 56
1.5
Komite Keselamatan dan Kesehatan Kerja ................................. 57
2. Menguasai Prosedur Penerapan K3 ................................................... 57
2.1
Simbol Keselamatan Kerja.............................................................. 57
3. Menerapkan Prosedur K3 Secara Tepat dan Benar....................... 60
3.1
Tanggungjawab Perusahaan pada Lingkungan
Kerja................................................................................................ 60
3.2
Rehabilitasi........................................................................................ 61
4. Rangkuman............................................................................................... 62
BAB IV GAMBAR TEKNIK
1.
2.
3.
4.
5.
Mengenal Alat Menggambar Teknik .................................................. 65
1.1
Kertas Gambar ............................................................................. 65
1.2
Pensil Gambar ................................................................................ 66
1.3
Rapido .............................................................................................. 67
1.4
Penggaris ......................................................................................... 68
1.5
Jangka .............................................................................................. 69
1.6
Penghapus dan alat Pelindung Penghapus ............................... 70
1.7
Alat-alat Penunjang Lainnya ........................................................ 71
1.8
Meja Gambar .................................................................................. 72
1.9
Mesin Gambar ................................................................................ 73
Lembar Kerja ............................................................................................ 74
2.1
Alat .................................................................................................... 74
2.2
Bahan ............................................................................................... 74
2.3
Kesehatan dan Keselamatan Kerja............................................... 74
2.4
Langkah Kerja................................................................................... 74
Membaca Gambar Teknik ....................................................................... 75
3.1
Proyeksi Piktorial ............................................................................ 75
3.2
Proyeksi Isometris .......................................................................... 75
3.3
Proyeksi Dimentris .......................................................................... 78
3.4
Proyeksi Miring (Sejajar) ............................................................... 79
3.5
Gambar Perspektif ......................................................................... 79
3.6
Macam-macam Pandangan............................................................ 81
3.7
Bidang-Bidang Proyeksi.................................................................. 81
3.8
Simbol Proyeksi dan Anak Panah................................................. 86
3.9
Penentuan Pandangan.................................................................... 87
3.10 Gambar Potongan............................................................................ 92
3.11 Garis Arsiran...................................................................................102
3.12 Ukuran pada Gambar Kerja..........................................................105
3.13 Penulisan Angka Ukuran...............................................................108
3.14 Pengukuran Ketebalan..................................................................113
3.15 Toleransi..........................................................................................123
3.16 Suaian ..............................................................................................128
Rangkuman ...............................................................................................130
Soal Latihan (tes formatif).....................................................................135
vi
Di unduh dari : Bukupaket.com
BAB V PROSES PRODUKSI DENGAN PERKAKAS TANGAN
1.
2.
3.
4.
5.
Kerja Bangku .......................................................................................... 137
1.1
Mengikir ......................................................................................... 137
1.2
Melukis ........................................................................................... 150
1.3
Mengebor ...................................................................................... 169
1.4
Mereamer .......................................................................................177
1.5
Menggergaji .................................................................................. 179
1.6
Memahat......................................................................................... 184
1.7
Menyetempel ................................................................................ 190
1.8
Mengetap dan Menyenei ............................................................ 192
1.9
Menyekerap ................................................................................... 197
1.10 Menggerinda ................................................................................. 199
Kerja Pelat ................................................................................................ 208
2.1
Membengkok, melipat, dan menekuk........................................ 208
2.2
Menyambung ................................................................................ 211
Lembar Pekerjaan................................................................................... 215
3.1
Alas penindih kertas .................................................................... 215
3.2
Mal mata bor.................................................................................. 216
3.3
Pengepasan Persegi .................................................................... 217
3.4
Pengepasan Ekor Burung.............................................................218
3.5
Kotak................................................................................................219
3.6
Pengasahan penitik,penggores,pahat tangan dan mata bor..220
Rangkuman ...............................................................................................222
Tes Formatif ............................................................................................ 224
5.1
Soal-soal .........................................................................................224
5.2
Kunci Jawaban ...............................................................................224
J I LI D 2
BAB VI PROSES PRODUKSI DENGAN MESIN
KONVENSIONAL
1. Mesin Bubut Konvensional ................................................................... 227
1.1
Pengertian Mesin Bubut Konvensional .................................... 227
1.2
Fungsi Mesin Bubut Konvensional ............................................ 227
1.3
Jenis -jenis Mesin Bubut Konvensional ..................................... 229
1.4
Bagian-bagian Utama Mesin Bubut
Konvensional (Biasa) ................................................................... 238
1.5
Dimensi Utama Mesin Bubut.......................................................246
1.6
Perbedaan Mesin Bubut Konvensional dengan
CNC..................................................................................................247
1.7
Alat Kelengkapan Mesin Bubut....................................................247
1.8
Alat potong......................................................................................253
1.9
Kecepatan Potong (Cutting Speed)............................................260
1.10
Waktu Pengerjaan.........................................................................262
1.11
Cara Membubut..............................................................................265
1.12
Tes Formatif....................................................................................276
2. Mesin Frais Konvensional ......................................................................278
2.1
Pengertian ..................................................................................... 278
2.2
Jenis -jenis Mesin Frais ................................................................ 280
2.3
Alat-alat Potong (cutter) Mesin Frais ........................................ 286
2.4
Jenis -jenis Bahan Pisau............................................................... 294
2.5
Perlengkapan Mesin Frais .......................................................... 295
vii
Di unduh dari : Bukupaket.com
2.6
Penggunaan Kepala Pembagi (Dividing Head)....................... 300
2.7
Penggunaan Rotary Table ......................................................... 301
2.8
Kecepatan Potong (Cutting Speed)........................................... 301
2.9
Waktu Pengerjaan ....................................................................... 303
2.10
Langkah-langkah pengoperasian Mesin Frais ........................ 305
2.11
Jenis -jenis Pemotongan/pemakanan pada Mesin Frais..........306
2.12
Pisau Roda Gigi (Gear Cutters)...................................................320
3. Teknik Pengukuran pada Proses Produksi ...................................... 331
3.1
Jenis Pengukuran ........................................................................ 331
3.2
Metode Pengukuran .................................................................... 331
3.3
Alat Ukur Mistar Geser (Vernier Caliper) dan Mikrometer Luar
(Outside Micrometer) .................................................................. 332
4. Pembacaan Toleransi pada Gambar Kerja .........................................337
4.1
Pengkodean Toleransi..................................................................337
5. Keselamatan Kerja Pada Saat Proses Produksi................................345
5.1
Peralatan Keselamatan Kerja pada Proses
Produksi...........................................................................................345
5.2
Resiko-resiko dalam mengoperasikan mesin perkakas dan cara
menghindarinya..............................................................................346
6. Rangkuman .................................................................................................350
BAB VII PROSES PRODUKSI BERBASIS KOMPUTER
1. Computer Aided Design (CAD) ............................................................ 353
1.1
Pengertian CAD .............................................................................349
1.2
Cara Kerja .......................................................................................354
1.3
Sistem Koordinat Absolut, Relatif, Polar....................................354
1.4
Perintah Menggambar Pada AutoCAD ......................................356
1.5
Membuat Gambar Solid 3D dengan AutoCAD..........................386
2. Computer Numerically Controlled (CNC) .......................................... 402
2.1
Sejarah Mesin CNC.......................................................................402
2.2
Dasar-dasar Pemrograman Mesin CNC....................................405
2.3
Gerakan Sumbu Utama pada Mesin CNC.................................409
2.4
Standarisasi Pemrograman Mesin Perkakas
CNC..................................................................................................409
2.5
Siklus Pemrograman .....................................................................421
2.6
Menentukan titik koordinat benda Kerja.....................................428
2.7
Kecepatan Potong dan Kecepatan Asutan................................433
2.8
Mengoperasikan mesin CNC EMCO TU 2A..............................434
2.9
Membuat Benda Kerja Menggunakan mesin
CNC..................................................................................................436
2.10
Membuat Benda Kerja Berbasis Software
AutoCAD ..........................................................................................442
2.11
Soal Formatif...................................................................................443
3. EDM (Electrical Discharge Machining) .............................................. 465
3.1
EDM Konvensional ...................................................................... 366
3.2
Pembuatan alat cetak logam (coinage de
making) .......................................................................................... 466
3.3
Drilling EDM....................................................................................467
3.4
Kabel EDM (Wire Cut EDM) .........................................................467
4. Rangkuman ............................................................................................... 468
viii
Di unduh dari : Bukupaket.com
J I LI D 3
BAB VIII SISTEM PNEUMATIK DAN HYDROLIK
1.
2.
3.
4.
5.
Pengertian Pneumatik ........................................................................... 469
Karakteristik Udara Kempa .................................................................. 469
Aplikasi Penggunaan Pneumatik ....................................................... 469
Efektifitas Pneumatik ............................................................................ 470
Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Udara Kempa ............... 471
5.1
Keuntungan ................................................................................... 471
5.2
Kerugian/Kelemahan Pneumatik ............................................... 472
6. Klasifikasi Sistim Pneumatik ............................................................... 473
7. Peralatan Sistem Pneumatik ............................................................... 474
7.1
Kompressor (Pembangkit Udara Kempa) ................................ 474
7.2
Unit Pengolahan Udara Bertekanan (Air Service
Unit) ................................................................................................ 480
7.3
Pemeriksaan Udara Kempa dan Peralatan ............................. 484
7.4
Konduktor dan Konektor ............................................................. 485
7.5
Katup-Katup Pneum atik .............................................................. 487
7.6
Unit Penggerak (Working Element = Aktuator) ....................... 493
7.7
Air Motor (Motor Pneumatik) ...................................................... 496
7.8
Jenis -Jenis Katup Pneumatik ..................................................... 497
7.9
Model Pengikat (Type if Mounting) ........................................... 509
8. Sistem Kontrol Pneumatik ................................................................... 510
8.1
Pengertian Sistem Kontrol Pneumatik ...................................... 510
9. Dasar Perhitungan Pneumatik ............................................................ 511
9.1
Tekanan Udara ............................................................................. 513
9.2
Analisa Aliran Fluida (V) ............................................................. 514
9.3
Kecepatan Torak .......................................................................... 514
9.4
Gaya Torak (F) ............................................................................. 515
9.5
Udara yang Diperlukan ............................................................... 515
9.6
Perhitungan Daya Kompressor ................................................. 516
9.7
Pengubahan Tekanan ................................................................. 516
10. Analisis Kerja Sistem Pneumatik ....................................................... 517
10.1
Pengendalian Langsung Silinder Sederhana .......................... 517
10.2
Pengendalian Tak Langsung Silinder Penggerak
Ganda ............................................................................................ 518
10.3
Pengendalian Gerak Otomatis Silinder Penggerak
Ganda ............................................................................................ 520
11. Aplikasi Pneumatik dalam Proses Produksi ................................... 521
11.1
Pintu Bus ........................................................................................ 521
11.2
Penahan/Penjepit Benda (ragum).............................................. 535
11.3
Pemotong Plat ............................................................................. 535
11.4
Membuat Profil Plat ..................................................................... 535
11.5
Pengangkat dan Penggeser Benda .......................................... 536
12. Pengangkat dan Penggeser Material Full Pneumatik ................... 537
12.1
Cara Kerja .......................................................................................537
13. Tes Formatif ............................................................................................. 538
13.1
Soal-soal ........................................................................................ 538
13.2
Kunci Jawaban ............................................................................. 538
14. System Hidrolik .........................................................................................541
14.1
Cairan Hidrolik................................................................................541
14.2
Komponen Hidrolik.........................................................................551
15. Pengendalian Hidrolik .............................................................................555
15.1
Klasifikasi Pengendalian Hidrolik................................................555
15.2
Katup Pengatur Tekanan..............................................................556
ix
Di unduh dari : Bukupaket.com
16. Dasar-Dasar Perhitungan Hydrolik .................................................... 556
16.1
Prinsip Hukum Pascal ................................................................. 556
16.2
Perhitungan Kecepatan Torak ................................................... 558
16.3
Pemeliharaan Cairan Hydrolik ................................................... 559
16.4
Pompa Roda Gigi dalam Tipe Crescent ................................... 561
16.5
Pompa Roda Gigi dalam Tipe Geretor ..................................... 561
16.6
Balanced Vane (Pompa Kipas Balanced) ................................ 562
16.7
Pompa Torak Radial (Radial Piston Pump) ............................. 563
16.8 Bent Axis Piston (Pompa Torak dengan Poros
Tekuk) ............................................................................................ 563
16.9
Instalasi Pompa Hidrolik ............................................................. 564
16.10 Pengetesan Efesiensi Pompa Hidrolik...................................... 566
16.11 Unit Pengatur (Control Element) ............................................... 567
17. Soal Formatif .............................................................................................568
17.1
Soal-soal..........................................................................................568
17.2
Kunci jawaban................................................................................568
18. Rangkuman................................................................................................570
BAB IX PROSES PRODUKSI INDUST RI MODERN
1.
2.
3.
4.
Sejarah Perkembangan Otomasi Industri........................................ 573
Otomasi Teknik Produksi ..................................................................... 575
PLC (Programmable Logic Controller) ............................................ 577
3.1
Sejarah PLC .................................................................................. 577
3.2
Pengenalan Dasar PLC .............................................................. 578
3.3
Instruksi-instruksi Dasar PLC ..................................................... 580
3.4
Device Masukan ........................................................................... 585
3.5
Modul Masukan ............................................................................ 586
3.6
Device Masukan Program .......................................................... 587
3.7
Device Keluaran ........................................................................... 588
3.8
Modul Keluaran ............................................................................ 589
3.9
Perangkat Lunak PLC ................................................................. 589
3.10 Perangkat Keras PLC .................................................................. 589
3.11 Ladder Logic ................................................................................. 590
3.12 Hubungan Input/Output (I/O) dengan Perangkat
Lunak ..............................................................................................590
3.13 Processor ...................................................................................... 591
3.14 Data dan Memory PLC ................................................................ 593
3.15 Programman Dasar PLC OMRON dengan
Komputer........................................................................................ 596
3.16 Cara pengoperasian SYSWIN ................................................... 596
3.17 Penggunaan Fungsi Bit Kontrol ................................................. 602
3.18 Contoh Aplikasi dan Pembuatan Diagram Ladder
Menggunakan Syswin ...................................................................605
Rangkuman ...............................................................................................616
BAB X TEKNOLOGI ROBOT
1.
2.
Pengenalan Robot .................................................................................
1.1
Istilah Robot ..................................................................................
1.2
Komponen Dasar .........................................................................
1.3
Gerakan Robot .............................................................................
1.4
Tingkatan Teknologi ....................................................................
Operasi dan Fitur Manipulator ...........................................................
2.1
Sistem Koordinat Lengan Robot
(Arm Geometry) ............................................................................
619
620
621
625
627
629
629
x
Di unduh dari : Bukupaket.com
3.
4.
5.
6.
7.
2.2
Rotasi Wrist ................................................................................... 634
2.3
Sistem Penggerak Manipulator ................................................. 634
2.4
Jangkauan Kerja .......................................................................... 635
Aplikasi Robot ........................................................................................ 637
3.1
Penanganan Material .................................................................. 638
3.2
Perakitan ....................................................................................... 640
3.3
Pengecatan ................................................................................... 640
3.4
Pengelasan ................................................................................... 642
Efektor ...................................................................................................... 643
4.1
Gripper ........................................................................................... 643
4.2
Klasifikasi Gripper ........................................................................ 644
4.3
Jenis Gripper ................................................................................ 644
4.4
Sensor dan Tranduser ................................................................ 647
4.5
Sensor Kontak .............................................................................. 648
4.6
Sensor Non-Kontak ..................................................................... 648
4.7
Sensor Gaya dan Momen ........................................................... 651
4.8
Sensor Temperatur ...................................................................... 652
4.9
Sensor Cair dan Gas ................................................................... 655
4.10 Sensor Jarak dan Sudut ............................................................. 657
4.11 Linear Position .............................................................................. 658
4.12 Sensor Kimia ................................................................................ 659
Aktuator .................................................................................................... 660
5.1
Selenoids ....................................................................................... 660
5.2
Katup .............................................................................................. 661
5.3
Silinders ......................................................................................... 661
5.4
Motor Listrik .................................................................................. 662
Tes Formatif ..............................................................................................666
Rangkuman ...............................................................................................669
BAB XI PENUTUP
1.
2.
Kesimpulan ............................................................................................. 671
Saran ......................................................................................................... 674
LAMPIRAN A. DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN B. DAFTAR TABEL
LAMPIRAN C. DAFTAR GAMBAR
LAMPIRAN D. GLOSARIUM
LAMPIRAN E. INDEX
xi
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
PETA KOMPETENSI
TEKNIK PRODUKSI INDUSTRI MESIN
Proses Produksi
Konvensional
Peralatan
Perkakas Tangan
Peralatan Kerja Bangku
Memahami Dasar, Proses
Kejuruan dan K3
Proses Produksi
Berbasis Komputer
Otomatis Industri
CNC / EDM
Robotik
CAD
PLC
Memahami
Gambar Teknik
Pneumatik/Hidraulik
xii
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
BAB VIII
SISTEM PNEUMATIK DAN HYDROLIK
1. Pengertian Pneumatik…………………………………………..
Istilah pneumatik berasal dari bahasa Yunani, yaitu ‘pneuma’
yang berarti napas atau udara. Istilah pneumatik selalu berhubungan
dengan teknik penggunaan udara bertekanan, baik tekanan di atas 1
atmosfer maupun tekanan di bawah 1 atmosfer (vacum). Sehingga
pneumatik merupakan ilmu yang mempelajari teknik pemakaian udara
bertekanan (udara kempa). Jaman dahulu kebanyakan orang sering
menggunakan udara bertekanan untuk berbagai keperluan yang masih
terbatas, antara lain menambah tekanan udara ban mobil/motor,
melepaskan ban mobil dari peleknya, membersihkan kotoran, dan
sejenisnya. Sekarang, sistem pneumatik memiliki apliaksi yang luas
karena udara pneumatik bersih dan mudah didapat. Banyak industri
yang menggunakan sistem pneumatik dalam proses produksi seperti
industri makanan, industri obat-obatan, industri pengepakan barang
maupun industri yang lain. Belajar pneumatik sangat bermanfaat
mengingat hampir semua industri sekarang memanfaatkan sistem
pneumatik.
2. Karakteristik Udara Kempa...............................................
Udara dipermukaan bumi ini terdiri atas campuran dari
bermacam -macam gas. Komposisi dari macam-macam gas tersebut
adalah sebagai berikut : 78 % vol. gas 21 % vol. nitrogen, dan 1 % gas
lainnya seperti carbon dioksida, argon, helium, krypton, neon dan
xenon. Dalam sistem pneumatik udara difungsikan sebagai media
transfer dan sebagai penyimpan tenaga (daya) yaitu dengan cara
dikempa atau dimampatkan. Udara termasuk golongan zat fluida
karena sifatnya yang selalu mengalir dan bersifat compressible (dapat
dikempa). Sifat-sifat udara senantiasa mengikuti hukum-hukum gas.
Karakteristik udara dapat diidentifikasikan sebagai berikut : a) Udara
mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah, b) Volume udara tidak
tetap. c) Udara dapat dikempa (dipadatkan), d) Berat jenis udara 1,3
kg/m³, e) Udara tidak berwarna
3. Aplikasi Penggunaan Pneumatik…………………………….
Penggunaan udara bertekanan sebenarnya masih dapat
dikembangkan untuk berbagai keperluan proses produksi, misalnya
untuk melakukan gerakan mekanik yang selama ini dilakukan oleh
tenaga manusia, seperti menggeser, mendorong, mengangkat,
menekan, dan lain sebagainya. Gerakan mekanik tersebut dapat
dilakukan juga oleh komponen pneumatik, seperti silinder pneumatik,
motor pneumatik, robot pneumatik translasi, rotasi maupun gabungan
469
Di unduh dari : Bukupaket.com
keduanya. Perpaduan dari gerakan mekanik oleh aktuator pneumatik
dapat dipadu menjadi gerakan mekanik untuk keperluan proses
produksi yang terus menerus (continue), dan flexibel.
Pemakaian pneumatik dibidang produksi telah mengalami
kemajuan yang pesat, terutama pada proses perakitan
(manufacturing), elektronika, obat-obatan, makanan, kimia dan
lainnya. Pemilihan penggunaan udara bertekanan (pneumatik) sebagai
sistim kontrol dalam proses otomasinya, karena pneumatik
mempunyai beberapa keunggulan, antara lain: mudah diperoleh,
bersih dari kotoran dan zat kimia yang merusak, mudah didistribusikan
melalui saluran (selang) yang kecil, aman dari bahaya ledakan dan
hubungan singkat, dapat dibebani lebih, tidak peka terhadap
perubahan suhu dan sebagainya.
Udara yang digunakan dalam pneumatik sangat mudah
didapat/diperoleh di sekitar kita. Udara dapat diperoleh dimana saja
kita berada, serta tersedia dalam jumlah banyak. Selain itu udara yang
terdapat di sekitar kita cenderung bersih dari kotoran dan zat kimia
yang merugikan. Udara juga dapat dibebani lebih tanpa menimbulkan
bahaya yang fatal. Karena tahan terhadap perubahan suhu, maka
penumatik banyak digunakan pula pada industri pengolahan logam
dan sejenisnya.
Secara umum udara yang dihisap oleh kompressor, akan
disimpan dalam suatu tabung penampung. Sebelum digunakan udara
dari kompressor diolah agar menjadi kering, dan mengandung sedikit
pelumas. Setelah melalui regulator udara dapat digunakan
menggerakkan katub penggerak (aktuator), baik berupa silinder/stang
torak yang bergerak translasi, maupun motor pneumatik yang
bergerak rotasi. Gerakan bolak balik (translasi), dan berputar (rotasi)
pada aktuator selanjutnya digunakan untuk berbagai keperluan
gerakan yang selama ini dilakukan oleh manusia atau peralatan lain.
4. Efektifitas Pneumatik ……………………………………………
Sistim gerak dalam pneumatik memiliki optimalisasi/efektifitas
bila digunakan pada batas-batas tertentu. Adapun batas-batas ukuran
yang dapat menimbulkan optimalisasi penggunaan pneumatik antara
lain: diameter piston antara 6 s/d 320 mm, anjang langkah 1 s/d 2.000
mm, tenaga yang diperlukan 2 s/d 15 bar, untuk keperluan pendidikan
biasanya berkisar antara 4 sampai dengan 8 bar, dapat juga bekerja
pada tekanan udara di bawah 1 atmosfer (vacuum), misalnya untuk
keperluan mengangkat plat baja dan sejenisnya melalui katup karet
hisap flexibel. Adapun efektifitas penggunaan udara bertekanan dapat
dilihat pada grafik berikut:
470
Di unduh dari : Bukupaket.com
ltr/cm
Tekanan Kerja/Pe
15 bar
10 bar
8 bar
6 bar
4 bar
2 bar
mm
Diameter Torak (D)
Gambar 1. Efektifitas udara bertekanan (Werner Rohrer,1990)
Penggunaan silinder pneumatik biasanya untuk keperluan
antara lain: mencekam benda kerja, menggeser benda kerja,
memposisikan benda kerja, mengarahkan aliran material ke berbagai
arah. Penggunaan secara nyata pada industri antara lain untuk
keperluan: membungkus (verpacken), mengisi material, mengatur
distribusi material, penggerak poros, membuka dan menutup pada
pintu,
transportasi
barang,
memutar
benda
kerja,
menumpuk/menyusun material, menahan dan menekan benda kerja.
Melalui gerakan rotasi pneumatik dapat digunakan untuk, mengebor,
memutar mengencangkan dan mengendorkan mur/baut, memotong,
membentuk profil plat, menguji, proses finishing (gerinda, pasah, dll.)
5. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan udara Kempa .......
5.1 Keuntungan
Penggunaan udara kempa dalam sistim pneumatik memiliki
beberapa keuntungan antara lain dapat disebutkan berikut ini :
• Ketersediaan yang tak terbatas, udara tersedia di alam
sekitar kita dalam jumlah yang tanpa batas sepanjang waktu
dan tempat.
• Mudah disalurkan, udara mudah disalurkan/pindahkan dari
satu tempat ke tempat lain melalui pipa yang kecil, panjang dan
berliku.
• Fleksibilitas temperatur, udara dapat fleksibel digunakan
pada berbagai temperatur yang diperlukan, melalui peralatan
471
Di unduh dari : Bukupaket.com
•
•
•
•
•
yang dirancang untuk keadaan tertentu, bahkan dalam kondisi
yang agak ekstrem udara masih dapat bekerja.
Aman, udara dapat dibebani lebih dengan aman selain itu tidak
mudah terbakar dan tidak terjadi hubungan singkat (kotsleiting)
atau meledak sehingga proteksi terhadap kedua hal ini cukup
mudah, berbeda dengan sistim elektrik yang dapat
menimbulkan kostleting hingga kebakaran.
Bersih, udara yang ada di sekitar kita cenderung bersih tanpa
zat kimia yang berbahaya dengan jumlah kandungan pelumas
yang dapat diminimalkan sehingga sistem pneumatik aman
digunakan untuk industri obat-obatan, makanan, dan minuman
maupun tekstil
Pemindahan daya dan Kecepatan sangat mudah diatur.
udara dapat melaju dengan kecepatan yang dapat diatur dari
rendah hingga tinggi atau sebaliknya. Bila Aktuator
menggunakan silinder pneumatik, maka kecepatan torak dapat
mencapai 3 m/s. Bagi motor pneumatik putarannya dapat
mencapai 30.000 rpm, sedangkan sistim motor turbin dapat
mencapai 450.000 rpm.
Dapat disimpan, udara dapat disimpan melalui tabung yang
diberi pengaman terhadap kelebihan tekanan udara. Selain itu
dapat dipasang pembatas tekanan atau pengaman sehingga
sistim menjadi aman.
Mudah dimanfaatkan, udara mudah dimanfaatkan baik secara
langsung misal untuk membersihkan permukaan logam dan
mesin-mesin, maupun tidak langsung, yaitu melalui peralatan
pneumatik untuk menghasilkan gerakan tertentu.
5.2 Kerugian/Kelemahan Pneumatik
Selain memiliki kelebihan seperti di atas, pneumatik juga
memiliki beberapa kelemahan antara lain:
• Memerlukan instalasi peralatan penghasil udara. Udara
kempa harus dipersiapkan secara baik hingga memenuhi
syarat. memenuhi kriteria tertentu, misalnya kering, bersih,
serta mengandung pelumas yang diperlukan untuk peralatan
pneumatik. Oleh karena itu sistem pneumatik memerlukan
instalasi peralatan yang relatif mahal, seperti kompressor,
penyaring udara, tabung pelumas, pengeering, regulator, dll.
• Mudah terjadi kebocoran, Salah satu sifat udara bertekanan
adalah ingin selalu menempati ruang yang kosong dan tekanan
udara susah dipertahankan dalam waktu bekerja. Oleh karena
itu diperlukan seal agar udara tidak bocor. Kebocoran seal
dapat menimbulkan kerugian energi. Peralatan pneumatik
harus dilengkapi dengan peralatan kekedapan udara agar
kebocoran pada sistim udara bertekanan dapat ditekan
seminimal mungkin.
472
Di unduh dari : Bukupaket.com
•
Menimbulkan suara bising, Pneumatik menggunakan sistim
terbuka, artinya udara yang telah digunakan akan dibuang ke
luar sistim, udara yang keluar cukup keras dan berisik
sehingga
akan menimbulkan suara bising terutama pada
saluran buang. Cara mengatasinya adalah dengan memasang
peredam suara pada setiap saluran buangnya.
• Mudah Mengembun, Udara yang bertekanan mudah
mengembun, sehingga sebelum memasuki sistem harus diolah
terlebih dahulu agar memenuhi persyaratan tertentu, misal
kering, memiliki tekanan yang cukup, dan mengandung sedikit
pelumas agar mengurangi gesekan pada katup-katup dan
aktuator.
Diharapkan setelah diketahuinya keuntungan dan kerugian
penggunaan udara kempa ini kita dapat membuat antisipasi agar
kerugian-kerugian ini dapat dihindari.
6. Klasifikasi Sistim Pneumatik………………………………….
Sistim elemen pada pneumatik memiliki bagian-bagian yang
mempunyai fungsi berbeda. Secara garis besar sistim elemen pada
pneumatik dapat digambarkan pada skema berikut :
KLASIFIKASI
CONTOH
Out put = (Aktuator)
Pengendali Sinyal =
Katup Pengendali Sinyal
Pemroses Sinyal/Prossesor = Katup
kontrol AND, OR, NOR, dll
Sinyal Input =
Katup Tekan, Tuas, Roll, Sensor, dll
Sumber Energi Udara bertekanan =
Kompressor
Gambar 2. Klasifikasi Elemen Sistim Pneumatik (FESTO FluidSIM)
473
Di unduh dari : Bukupaket.com
7. Peralatan Sistem Pneumatik………………………………….
7.1 Kompressor (Pembangkit Udara Kempa)
Kompresor berfungsi untuk membangkitkan/menghasilkan udara
bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara
tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk
disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). Kompressor dilengkapi
dengan tabung untuk menyimpan udara bertekanan, sehingga udara
dapat mencapai jumlah dan tekanan yang diperlukan. Tabung udara
bertekanan pada kompressor dilengkapi dengan katup pengaman, bila
tekanan udaranya melebihi ketentuan, maka katup pengaman akan
terbuka secara otomatis.
Pemilihan jenis kompresor yang digunakan tergantung dari
syarat-syarat pemakaian yang harus dipenuhi misalnya dengan
tekanan kerja dan volume udara yang akan diperlukan dalam sistim
peralatan (katup dan silinder pneumatik). Secara garis besar
kompressor dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini.
7.1.1 Klasifikasi Kompressor
Secara garis besar kompressor dapat diklasifikasikan menjadi
dua bagian, yaitu Positive Displacement kompressor, dan Dynamic
kompressor, (Turbo), Positive Displacement kompressor, terdiri dari
Reciprocating dan Rotary, sedangkan Dynamic kompressor, (turbo)
terdiri dari Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat dilihat
dari klasifikasi di bawah ini:
KOMPRESSOR
Positiv
displacement
Reciprocating
Piston
Lobe
(roots)
Dynamic (Turbo)
Centrifugal
Rotary
Lebyrinth
Liquid
(water)
ring
Axial
Ejector
Diaphragm
Sliding
vane
Mono
screw
Twin
(screw)
ring
Gambar 3. Klasifikasi Kompresor (Majumdar,2001)
474
Di unduh dari : Bukupaket.com
7.1.1.1 Kompresor Torak Resiprokal (reciprocating kompressor)
Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak, karena
dilengkapi dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak
resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap
oleh torak yang gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi
pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara
luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak
kompressi torak bergerak ke titik mati bawah ke titik mati atas,
sehingga udara di atas torak bertekanan tinggi, selanjutnya di
masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan
dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada dalam
tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung
terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan.
Gerakan mengisap dan mengkompressi ke tabung penampung ini
berlangsung secara terus menerus, pada umumnya bila tekanan
dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup pengaman akan
terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.
Gambar 4. Kompresor Torak Resiprokal
7.1.1.2 Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara
Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan
tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh
torak pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam
silinder kedua untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada
tekanan yang diinginkan. Pemampatan (pengompresian) udara tahap
kedua lebih besar, temperatur udara akan naik selama terjadi
kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan dengan
memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering
digunakan misalnya dengan sistem udara atau dengan sistem air
bersirkulasi.
475
Di unduh dari : Bukupaket.com
Gambar 5. Kompresor Torak dua Tingkat Sistem Pendinginan Udara
Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor torak
resiprokal antara lain, untuk kompressor satu tingkat tekanan hingga 4
bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya hingga 15 bar.
7.1.1.3 Kompresor Diafragma (diaphragma compressor)
Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor
torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran
diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan
dengan bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya
pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air
dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompressor diafragma banyak
digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obat-obatan dan
kimia.
Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak.
perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk
ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada
kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan
udara, tetapi menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari
gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan menghisap
dan menekan udara ke tabung penyimpan..
Gambar 6. Kompresor Diafragma
476
Di unduh dari : Bukupaket.com
7.1.1.4 Konpresor Putar (Rotary Compressor)
7.1.1.4.1 Kompressor Rotari Baling-baling Luncur
Secara eksentrik rotor dipasang berputar dalam rumah yang
berbentuk silindris, mempunyai lubang-lubang masuk dan keluar.
Keuntungan dari kompressor jenis ini adalah mempunyai bentuk yang
pendek dan kecil, sehingga menghemat ruangan. Bahkan suaranya
tidak berisik dan halus